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Elemento transuránico

Elementos transuránicos
en la tabla periódica
Z  > 92 (U)

Los elementos transuránicos son los elementos químicos con número atómico mayor que 92, que es el número atómico del uranio . Todos ellos son inestables desde el punto de vista radiactivo y se desintegran en otros elementos. A excepción del neptunio y el plutonio , que se han encontrado en cantidades traza en la naturaleza, ninguno se produce de forma natural en la Tierra y son sintéticos .

Descripción general

Tabla periódica con elementos coloreados según la vida media de su isótopo más estable.
  Elementos que contienen al menos un isótopo estable.
  Elementos ligeramente radiactivos: el isótopo más estable tiene una vida muy larga, con una vida media de más de dos millones de años.
  Elementos radiactivos: el isótopo más estable tiene una vida media entre 800 y 34.000 años.
  Elementos significativamente radiactivos: el isótopo más estable tiene una vida media entre un día y 130 años.
  Elementos altamente radiactivos: el isótopo más estable tiene una vida media entre varios minutos y un día.
  Elementos extremadamente radiactivos: el isótopo más estable conocido tiene una vida media inferior a varios minutos.

De los elementos con números atómicos del 1 al 92, la mayoría se pueden encontrar en la naturaleza, con isótopos estables (como el oxígeno ) o radioisótopos de vida muy larga (como el uranio ), o existiendo como productos de desintegración comunes de la desintegración del uranio y el torio (como el radón ). Las excepciones son el tecnecio , el prometio , el astato y el francio ; los cuatro se encuentran en la naturaleza, pero solo en ramas muy menores de las cadenas de desintegración del uranio y el torio, y por lo tanto todos, excepto el francio, se descubrieron primero por síntesis en el laboratorio en lugar de en la naturaleza.

Todos los elementos con números atómicos más altos se descubrieron primero en el laboratorio, y el neptunio y el plutonio se descubrieron más tarde en la naturaleza. Todos son radiactivos , con una vida media mucho más corta que la edad de la Tierra , por lo que cualquier átomo primordial (es decir, presente en la formación de la Tierra) de estos elementos, se ha desintegrado hace mucho tiempo. Se forman trazas de neptunio y plutonio en algunas rocas ricas en uranio, y se producen pequeñas cantidades durante las pruebas atmosféricas de armas nucleares . Estos dos elementos se generan por captura de neutrones en el mineral de uranio con desintegraciones beta posteriores (p. ej., 238 U + n → 239 U239 Np239 Pu ).

Todos los elementos, excepto el plutonio, son completamente sintéticos ; se crean en reactores nucleares o aceleradores de partículas . Las vidas medias de estos elementos muestran una tendencia general a disminuir a medida que aumentan los números atómicos. Sin embargo, hay excepciones, incluidos varios isótopos de curio y dubnio . Se cree que algunos elementos más pesados ​​de esta serie, alrededor de los números atómicos 110-114, rompen la tendencia y demuestran una mayor estabilidad nuclear, que comprende la isla teórica de estabilidad . [1]

Los elementos transuránicos son difíciles y costosos de producir, y sus precios aumentan rápidamente con el número atómico. En 2008, el costo del plutonio apto para armas era de alrededor de 4.000 dólares el gramo [2] , y el californio superaba los 60.000.000 dólares el gramo [3] . El einstenio es el elemento más pesado que se ha producido en cantidades macroscópicas [4] .

Los elementos transuránicos que no han sido descubiertos, o que han sido descubiertos pero aún no han sido nombrados oficialmente, utilizan los nombres sistemáticos de elementos de la IUPAC . La denominación de los elementos transuránicos puede ser una fuente de controversia .

Descubrimientos

Hasta ahora, prácticamente todos los elementos transuránicos han sido descubiertos en cuatro laboratorios: el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) en Estados Unidos (elementos 93-101, 106 y crédito conjunto por 103-105), el Instituto Conjunto para la Investigación Nuclear (JINR) en Rusia (elementos 102 y 114-118, y crédito conjunto por 103-105), el Centro Helmholtz de Investigación de Iones Pesados ​​GSI en Alemania (elementos 107-112) y RIKEN en Japón (elemento 113).

Elementos superpesados

Elementos superpesados
​​en la tabla periódica
Z  > 103 (Lr)

Los elementos superpesados ​​(también conocidos como superpesados ​​o átomos superpesados , comúnmente abreviados como SHE ) generalmente se refieren a los elementos transactínidos que comienzan con rutherfordio (número atómico 104). (El lawrencio, el primer elemento 6d, a veces también se incluye, pero no siempre). Solo se han creado artificialmente y actualmente no tienen ningún propósito práctico porque sus cortas vidas medias hacen que se desintegren después de un tiempo muy corto, que varía desde unas pocas horas hasta solo milisegundos, lo que también los hace extremadamente difíciles de estudiar. [5] [6]

Los superpesados ​​se han creado desde la segunda mitad del siglo XX y se siguen creando durante el siglo XXI a medida que avanza la tecnología. Se crean mediante el bombardeo de elementos en un acelerador de partículas, en cantidades a escala atómica, y no se ha encontrado ningún método para crearlos en masa. [5]

Aplicaciones

Los elementos transuránicos pueden utilizarse para sintetizar elementos superpesados. [7] Los elementos de la isla de estabilidad tienen aplicaciones militares potencialmente importantes, incluido el desarrollo de armas nucleares compactas. [8] Las posibles aplicaciones cotidianas son amplias; el americio se utiliza en dispositivos como detectores de humo y espectrómetros . [9] [10]

Véase también

Referencias

  1. ^ Plutón era un planeta en el momento de su nombramiento, pero desde entonces ha sido reclasificado como planeta enano .
  1. ^ Considine, Glenn, ed. (2002). Enciclopedia científica de Van Nostrand (novena edición). Nueva York: Wiley Interscience. pág. 738. ISBN 978-0-471-33230-5.
  2. ^ Morel, Andrew (2008). Elert, Glenn (ed.). "El precio del plutonio". The Physics Factbook. Archivado desde el original el 20 de octubre de 2018.
  3. ^ Martin, Rodger C.; Kos, Steve E. (2001). Aplicaciones y disponibilidad de fuentes de neutrones de californio-252 para la caracterización de residuos (informe). CiteSeerX 10.1.1.499.1273 . 
  4. ^ Silva, Robert J. (2006). "Fermio, mendelevio, nobelio y lawrencio". En Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (eds.). La química de los elementos actínidos y transactínidos (tercera edición). Dordrecht, Países Bajos: Springer Science+Business Media . ISBN 978-1-4020-3555-5.
  5. ^ ab Heenen, Paul-Henri; Nazarewicz, Witold (2002). "Búsqueda de núcleos superpesados" (PDF) . Europhysics News . 33 (1): 5–9. Bibcode :2002ENews..33....5H. doi : 10.1051/epn:2002102 . Archivado (PDF) desde el original el 20 de julio de 2018.
  6. ^ Greenwood, Norman N. (1997). «Recent developments regarding the discovery of elements 100–111» (PDF) . Química pura y aplicada . 69 (1): 179–184. doi :10.1351/pac199769010179. S2CID  98322292. Archivado (PDF) desde el original el 21 de julio de 2018.
  7. ^ Lougheed, RW; et al. (1985). "Búsqueda de elementos superpesados ​​mediante la reacción 48 Ca + 254 Es g ". Physical Review C . 32 (5): 1760–1763. Bibcode :1985PhRvC..32.1760L. doi :10.1103/PhysRevC.32.1760. PMID  9953034.
  8. ^ Gsponer, André; Hurni, Jean-Pierre (1997). Los principios físicos de los explosivos termonucleares, la fusión por confinamiento intertial y la búsqueda de armas nucleares de cuarta generación (PDF) . Red Internacional de Ingenieros y Científicos contra la Proliferación. pp. 110–115. ISBN 978-3-933071-02-6. Archivado (PDF) del original el 6 de junio de 2018.
  9. ^ "Detectores de humo y americio", Documento informativo sobre cuestiones nucleares , vol. 35, mayo de 2002, archivado desde el original el 11 de septiembre de 2002 , consultado el 26 de agosto de 2015
  10. ^ Visualizador de datos nucleares 2.4, NNDC

Lectura adicional